JP2002365369A - 比例計数管型中性子検出器のγ線感度試験方法 - Google Patents
比例計数管型中性子検出器のγ線感度試験方法Info
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- JP2002365369A JP2002365369A JP2001176038A JP2001176038A JP2002365369A JP 2002365369 A JP2002365369 A JP 2002365369A JP 2001176038 A JP2001176038 A JP 2001176038A JP 2001176038 A JP2001176038 A JP 2001176038A JP 2002365369 A JP2002365369 A JP 2002365369A
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Abstract
容易とする。 【解決手段】 規準線量率より低い試験線量率を検出器
に照射する。そして、通常の中性子測定を行う動作電圧
VDから、試験線量率と規準線量率との差に応じたオフ
セット電圧VOFFSETだけ高電圧側にシフトした印加電圧
範囲[VR1,VR2]にてγ線感度の特性曲線34を計測
する。試験線量率と規準線量率との差に基づいて、試験
線量率の特性曲線34の立ち上がり電圧VTから、規準
線量率の特性曲線32の立ち上がり電圧VSの推定値
VS'を求める。推定値VS'をVDと比較し、VS'>VDで
あれば、規準線量率DSまでγ線に対し不感であると判
定される。一方、VS'≦VDであれば、設定された動作
電圧VDにて規準線量率DS以下でγ線が検出されると判
定される。
Description
子検出器のγ線感度試験方法に関し、特に、中性子測定
を行う条件下でのγ線不感を確認する試験の容易化に関
する。
eを含有したガスを封入された比例計数管を用いたもの
がある。3He比例計数管は、3He(n,p)3H反応
を利用し、比例計数管領域の電圧が印加されて、中性子
検出パルスを出力する。
γ線に対しても感度を有する。基本的にはγ線のパルス
高は中性子のパルス高に比べて低いため、ディスクリミ
ネータの閾値を適切に設定することにより、γ線による
計数を除去することができる。しかし、γ線の線量率が
高くなるとパイルアップを生じ、また印加電圧が高くな
るとガス増幅度が高まり、閾値を越えてγ線による計数
が生じ得る。中性子検出器がこのようにγ線に対し感度
を有することは、中性子測定に対し誤差を生じることと
なり好ましくない。
線に対する感度特性を示すグラフであり、縦軸は計数
値、横軸は印加電圧であり、中性子の特性曲線2とγ線
の特性曲線4とが示されている。各特性曲線は、印加電
圧を変えて、一定の線量率を比例計数管に入射させたと
きの計数値をプロットしたものであり、縦軸の計数値は
感度に相当する。中性子の特性曲線2はある印加電圧を
越えると感度の上昇が緩やかになるプラトー領域を生
じ、この領域が中性子検出に利用される。γ線の線源と
しては、例えば100mSv/hの照射が可能な強度を
持つ60Coが用いられる。3He比例計数管型中性子検
出器は、このような所定の線量率Dγのγ線に対して不
感となるように、中性子測定時の印加電圧VDを設定さ
れなければならない。例えば、図に示す例では、印加電
圧VDは1300Vに規定される。
により、この設定された印加電圧V Dにて検出器が所定
線量率Dγのγ線に対して有意な感度を有してしまう場
合がある。そこで、そのような場合を検知して対処する
ために、印加電圧VDでの検出器のγ線感度の有無が試
験される。従来、この試験は、不感であるべき線量率D
γのγ線源を用いて検出器にγ線を入射させながら、印
加電圧をVDから所定の高電圧までの範囲(例えば図に
示す1300〜1400Vの電圧範囲6)にて変化さ
せ、γ線の感度の特性曲線4の立ち上がり位置を確認す
ることにより行われる。つまり、立ち上がり電圧が設定
された印加電圧VDよりも高い場合には、検出器は所定
線量率Dγまで不感であると判定される。図3に示す例
では、印加電圧VDは1300Vに設定される。
で用いられるγ線源は比較的強いものであり、その取り
扱いが不便であった。例えば、そのγ線源を取り扱うに
は、放射線遮蔽室内でマニピュレータ等を使用して遠隔
操作することが要求され、試験対象の検出器をそのよう
な特殊設備の下に運び込んで試験を行うことが必要であ
った。
れたもので、取り扱いが容易な弱い線源を用いて比例計
数管型中性子検出器のγ線感度を確認することができる
試験方法を提供することを目的とする。
型中性子検出器のγ線感度試験方法は、動作電圧で実質
的に不感とされる規準線量率よりも低い試験線量率のγ
線を比例計数管に照射し、前記規準線量率と前記試験線
量率との差に応じたオフセット電圧だけ前記動作電圧よ
りも高い試験電圧を前記比例計数管に印加し、前記試験
線量率のγ線を用いて、前記試験電圧が印加された比例
計数管のγ線感度の試験を行い、前記γ線感度の試験結
果から、前記動作電圧が前記規準線量率のγ線に対して
実質的に不感であるように設定されているか否かを判定
するものである。
るべき動作電圧において、中性子検出器を構成する比例
計数管が実際に不感となっているかどうかが試験され
る。この試験を容易とするために、本発明では比例計数
管に規準線量率よりも低い試験線量率のγ線を照射す
る。比例計数管領域では、印加電圧に応じて出力電流が
増幅される。そこで、印加電圧を上げることによって、
低い試験線量率の照射で規準線量率と同等の出力が比例
計数管から得られる状態にする。そして、当該状態にて
γ線が検知されるか否かを試験することによって、動作
電圧での規準線量のγ線に対する感度の有無が推定され
る。線量率が低い分、試験に用いるγ線源の取り扱いが
容易となり、また照射環境に関する条件が緩和される。
圧が、前記試験線量率のγ線に対し前記比例計数管が所
定の閾値感度を有する印加電圧と、前記規準線量率のγ
線に対し前記比例計数管が前記閾値感度を有する印加電
圧との差に応じて定められるγ線感度試験方法である。
本態様では、試験線量率のγ線に対する感度の特性曲線
が立ち上がる印加電圧と、規準線量率のγ線に対する感
度の特性曲線が立ち上がる印加電圧との差に応じてオフ
セット電圧が設定される。
以上の所定の印加電圧範囲での前記試験線量率のγ線に
対する前記比例計数管の計数値の変動に基づいて、前記
試験電圧での当該比例計数管のγ線感度を検査するγ線
感度試験方法である。本態様では、印加電圧範囲内での
試験線量率のγ線に対する感度特性が測定される。試験
線量率と規準線量率との差に応じた感度特性の印加電圧
軸方向のシフト量を考慮して、試験線量率の感度特性か
ら規準線量率の感度特性が推定される。この推定された
規準線量率の感度特性に基づいて、動作電圧での規準線
量率のγ線に対する感度の有無が判定される。
率のγ線の照射が、人の把持による取り扱いが可能な放
射線源を用いて行われるγ線感度試験方法である。
図面を参照して説明する。
数管型中性子検出器の概略のブロック図である。本検出
器は、放射線検出器10、高圧電源12、信号検知回路
14、及び計数回路16を含んで構成される。
性子減速材22とを含んで構成される。比例計数管20
は3Heを含んだガスを封入されている。比例計数管2
0に入射した中性子は、3He(n,p)3H反応によっ
て陽子を生じる。この陽子がガスを電離してイオンを生
じ、電気信号として検知される。3Heは熱中性子に対
して大きな吸収断面積を有する。中性子減速材22は、
比較的速い中性子を熱中性子に減速し、比例計数管20
での計数効率を高めるものであり、例えばポリエチレン
を用いて構成される。
芯線との間に高電圧を印加する。放射線により生じた電
子は、高電圧によるなだれ現象によって増倍され、陽極
である芯線に集められて、電流パルスとして比例計数管
20から出力される。高圧電源12の出力電圧は可変に
構成される。
に変換されて信号検知回路14に入力される。信号検知
回路14は、アンプ及びディスクリミネータを含んで構
成され、ノイズレベル以上の波高を有する信号を検知し
てパルス信号を生成する。
力されるパルス信号を計数し、計数値を出力する。
射線は、中性子測定に際してのバックグラウンドノイズ
となり得る。それら他の放射線のうち、バックグラウン
ドγ線はレートが高いが、バックグラウンドγ線のパル
ス高は中性子のパルス高に比べて低いため、信号検知回
路14のディスクリミネータの閾値を適切に設定するこ
とにより、γ線による計数を効果的に除去することがで
きる。しかし、上述したように、γ線の線量率が高くな
ると、パルスのパイルアップにより、ディスクリミネー
タの閾値を越えてγ線による計数が生じ得、これは中性
子測定に対する誤差となる。3He比例計数管型中性子
検出器の中性子測定を行う動作電圧VDは、所定の規準
線量率DSのγ線に対する特性曲線の立ち上がり点より
低い電圧でなければならないのでγ線感度試験が行われ
る。
説明に用いるグラフであって、3He比例計数管の中性
子及びγ線に対する感度特性を示すグラフである。縦軸
は計数値、横軸は印加電圧であり、中性子の特性曲線3
0、規準線量率DSのγ線源に対する特性曲線32、及
び後述する試験線量率DTのγ線源に対する特性曲線3
4が示されている。各特性曲線32,34は、印加電圧
を変えて、一定の線量率を比例計数管に入射させたとき
のカウント値をプロットしたものであり、縦軸の計数値
は感度に相当する。
は、印加電圧の変動による感度変化の低下が小さいの
で、中性子測定の動作電圧VDはこのプラトー領域内に
設定される。すなわち、動作電圧VDとして、当該プラ
トー領域に属する電圧であって、かつ規準線量率DSの
γ線に対する特性曲線32が立ち上がる電圧VSより低
い電圧が定められるべきである。しかし、経時変化や製
造上のばらつきなどにより、VSが動作電圧VDより低く
なる、すなわち電圧VDにて本中性子検出器が規準線量
率DSのγ線を検知してしまうことがある。
準線量率DSのγ線源に対して不感であるか否かを調べ
るγ線感度試験方法について述べる。弱い線源を用い
て、規準線量率DSより低い線量率である試験線量率DT
において本発明に係る試験が行われる。例えば、試験線
量率DTは規準線量率DSの1000分の1程度とするこ
とができる。図2に示すγ線の特性曲線32、34は、
例えば、それぞれ100mCi、100μCiの60Co
をγ線源に用いて得られたものである。
るとガス増幅度が上がり、感度も向上する。これによ
り、試験線量率DTの特性曲線34は、規準線量率DSの
特性曲線32よりも高い印加電圧で立ち上がる。ここ
で、特性曲線34の立ち上がり電圧VTと特性曲線32
の立ち上がり電圧VSとの差Δ(≡VT−VS)は、規準
線量率DSと試験線量率DTとの差からおおよそ推定する
ことが可能である。例えば、試験対象である検出器と同
等の中性子検出器をサンプルとして、線量率の変化と立
ち上がり電圧の変化との関係を一旦求めておけば、その
関係を用いて同種製品である試験対象検出器について立
ち上がり電圧差Δの推定を行うことが可能である。
放射線検出器10に照射しつつ、動作電圧VDよりも所
定のオフセット電圧VOFFSETだけ高い試験下限電圧VR1
とVR 1よりも所定電圧高い試験上限電圧VR2との間で印
加電圧を変化させ、計数値を測定する。この測定は、放
射線検出器10に中性子が照射されない条件下で行われ
る。この印加電圧範囲[VR1,VR2]内での計数回路1
6の出力計数値の変動に基づいて、特性曲線34がプロ
ットされ、その立ち上がり電圧VTが決定される。V
OFFSETは立ち上がり電圧差Δの推定値に応じて定められ
る。一例として、VDは1300V程度、またDS/DT
〜1000に対してVOFFSETは100V程度、印加電圧
範囲は100V程度である。なお、立ち上がり電圧VT
は、立ち上がり後の感度特性を計数値0の軸へ外挿して
定めることができる。また、計数値が所定の閾値を越え
る電圧をVTと定めることもできる。
ち上がり電圧Δの推定値を減じて、特性曲線32の立ち
上がり電圧の推定値VS'が求まる。この推定値VS'を動
作電圧VDと比較して、動作電圧VDでの規準線量率DS
のγ線に対する感度の有無が判定される。具体的には、
立ち上がり電圧の推定値VS'>動作電圧VDであれば、
規準線量率DSまでγ線に対し不感であると判定され
る。一方、立ち上がり電圧の推定値VS'≦動作電圧VD
であれば、設定された動作電圧VDにて規準線量率DSで
γ線が検出されると判定される。
線感度試験方法によれば、線量率の低いγ線源を用いて
試験を行うことができる。よって、γ線源の取り扱いが
容易となる。例えば、γ線源を取り扱うためのマニピュ
レータなどの大がかりな設備が不要となる。また、例え
ば、作業者が手で取り扱うことができるγ線源を用いて
感度試験を行うことも可能となる。さらに、γ線源は可
搬であり、またその取り扱いに特別の設備を必要としな
いので、試験場所に対する制約が緩和される。
子検出器の概略のブロック図である。
るグラフであって、 3He比例計数管の中性子及びγ線
に対する感度特性を示すグラフである。
フであって、3He比例計数管の中性子及びγ線に対す
る感度特性を示すグラフである。
回路、16 計数回路、20 比例計数管、22 中性
子減速材。
Claims (4)
- 【請求項1】 中性子とγ線との混在場において中性子
を選択的に検出するために、規準線量率のγ線に対して
実質的に不感であるように動作電圧があらかじめ設定さ
れた比例計数管について、そのγ線の感度を試験する方
法において、 前記規準線量率よりも低い試験線量率のγ線を前記比例
計数管に照射し、 前記規準線量率と前記試験線量率との差に応じたオフセ
ット電圧だけ前記動作電圧よりも高い試験電圧を前記比
例計数管に印加し、 前記試験線量率のγ線を用いて、前記試験電圧が印加さ
れた比例計数管のγ線感度の試験を行い、 前記γ線感度の試験結果から、前記動作電圧が前記規準
線量率のγ線に対して実質的に不感であるように設定さ
れているか否かを判定すること、 を特徴とする比例計数管型中性子検出器のγ線感度試験
方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の方法において、前記オフ
セット電圧は、前記試験線量率のγ線に対し前記比例計
数管が所定の閾値感度を有する印加電圧と、前記規準線
量率のγ線に対し前記比例計数管が前記閾値感度を有す
る印加電圧との差に応じて定められること、を特徴とす
る比例計数管型中性子検出器のγ線感度試験方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の方法において、 前記試験電圧以上の所定の印加電圧範囲での前記試験線
量率のγ線に対する前記比例計数管の計数値の変動に基
づいて、前記試験電圧での当該比例計数管のγ線感度を
検査すること、を特徴とする比例計数管型中性子検出器
のγ線感度試験方法。 - 【請求項4】 請求項1記載の方法において、 前記試験線量率のγ線の照射は、人の把持による取り扱
いが可能な放射線源を用いて行われること、を特徴とす
る比例計数管型中性子検出器のγ線感度試験方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001176038A JP3728220B2 (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 比例計数管型中性子検出器のγ線感度試験方法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002365369A true JP2002365369A (ja) | 2002-12-18 |
JP3728220B2 JP3728220B2 (ja) | 2005-12-21 |
Family
ID=19017083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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---|---|
JP (1) | JP3728220B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013140130A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Kookmin University Industry-Academic Cooperation Foundation | 冷凍器を用いて極低温で磁場を印加するメスバウア分光システム |
-
2001
- 2001-06-11 JP JP2001176038A patent/JP3728220B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013140130A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Kookmin University Industry-Academic Cooperation Foundation | 冷凍器を用いて極低温で磁場を印加するメスバウア分光システム |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3728220B2 (ja) | 2005-12-21 |
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